CN108644888A - 供暖温度调节装置、供暖系统及供暖温度调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供暖温度调节装置、供暖系统及供暖温度调节方法；其中，供暖温度调节装置中的温度测量仪用于测量供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度；控制器用于根据预设的温差阈值、供水温度以及回水温度，生成阀门控制指令；流量控制阀用于根据阀门控制指令，控制供暖管道内的介质流量，以调节室内供暖温度。本发明提高了供暖系统中介质做功的效率，减少了能源浪费。

Description

供暖温度调节装置、供暖系统及供暖温度调节方法

技术领域

本发明涉及供暖系统技术领域，尤其是涉及一种供暖温度调节装置、供暖系统及供暖温度调节方法。

背景技术

在气候寒冷的地区，冬日集中供暖非常普遍。为保证供暖质量，房屋室内温度都需要达到一个特定的温度值，如18℃。由于户型不同、管道状况等原因，同一供暖系统进行供暖的情况下，不同的房屋室内的供暖效果可能不同，为了使供暖效果较差的房屋达到18度，其供暖效果较好的房屋往往会室温过高，导致管道内介质做功的效率低，热量浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种供暖温度调节装置、供暖系统及供暖温度调节方法，以提高供暖系统中介质做功的效率，减少能源浪费。

第一方面，本发明实施例提供了一种供暖温度调节装置，该装置设置于用户的供暖管道上；该装置包括温度测量仪、控制器及流量控制阀；控制器分别与温度测量仪和流量控制阀连接；温度测量仪设置在供水管道和回水管道上；流量控制阀设置在供暖管道上；温度测量仪用于测量供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度；控制器用于根据预设的温差阈值、供水温度以及回水温度，生成阀门控制指令；流量控制阀用于根据阀门控制指令，控制供暖管道内的介质流量，以调节室内供暖温度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述控制器还用于：计算供水温度和回水温度之间的温度差，得到供回水温度差；比较供回水温度差与温差阈值；如果供回水温度差低于温差阈值，生成第一控制指令，以使流量控制阀降低介质流量；如果供回水温度差高于温差阈值，生成第二控制指令，以使流量控制阀提高介质流量。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述控制器还用于：在设定时间段后，再次执行比较供回水温度差与温差阈值的步骤，以得到介质流量的控制反馈信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述流量控制阀包括阀体和阀芯；阀体内的介质流道和阀芯的横截形状相匹配；上述控制器控制阀芯上下移动，以控制介质流量。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述横截形状为矩形。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述阀芯上设置有缺口，以使阀芯完全关闭介质流道时，设定流量的介质可通过缺口流动。

第二方面，本发明实施例还提供一种供暖系统，该系统包括上述装置和供暖管道。

第三方面，本发明实施例还提供一种供暖温度调节方法，该方法应用于上述装置；该方法包括：温度测量仪测量供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度；控制器根据预设的温差阈值、供水温度以及回水温度，生成阀门控制指令；流量控制阀根据阀门控制指令，控制供暖管道内的介质流量，以调节室内供暖温度。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：控制器计算供水温度和回水温度之间的温度差，得到供回水温度差；控制器比较供回水温度差与温差阈值；如果供回水温度差低于温差阈值，生成第一控制指令，以使流量控制阀降低介质流量；如果供回水温度差高于温差阈值，生成第二控制指令，以使流量控制阀提高介质流量。

结合第三方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：控制器在设定时间段后，再次执行比较供回水温度差与温差阈值的步骤，以得到介质流量的控制反馈信息。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供了一种供暖温度调节装置、供暖系统及供暖温度调节方法；通过温度测量仪测量供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度；控制器根据预设的温差阈值、供水温度以及回水温度，生成阀门控制指令，以使流量控制阀根据该指令，控制供暖管道内的介质流量，从而调节室内供暖温度。该方式通过供水温度和回水温度控制管道内的介质流量，提高了供暖系统中介质做功的效率，减少了能源浪费。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种供暖温度调节装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种球状阀芯的流量控制阀的横截面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种圆盘状阀芯的流量控制阀的横截面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种长方形阀芯的流量控制阀的横截面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种长方形阀芯的流量控制阀的流量随阀芯移动距离变化的趋势图；

图6为本发明实施例提供的长方形阀芯完全关闭状态下的流量控制阀门的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种供暖系统的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种供暖系统的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种供暖温度调节方法的流程图。

图标：100-温度测量仪；101-控制器；102-流量控制阀；20-阀体；21-阀杆；22-球状阀芯；32-圆盘状阀芯；42-长方形阀芯；71-供暖温度调节装置；70-供暖管道；70a-供水管道；70b-回水管道；80-供水温度计；81-回水温度计；82-流量调节阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的供暖系统中，用户供水管道和回水管道温差较小，介质做功的效率低，导致较多的资源浪费，基于此，本发明实施例提供的一种供暖温度调节装置、供暖系统及供暖温度调节方法，可以应用于供暖系统及其他温度调节系统。为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种供暖温度调节装置进行详细介绍。

参见图1所示的一种供暖温度调节装置的结构示意图，该装置设置于用户的供暖管道上；该装置包括温度测量仪100、控制器101及流量控制阀102；控制器101分别与温度测量仪100和流量控制阀102连接；温度测量仪100设置在供水管道和回水管道上；流量控制阀102设置在供暖管道上；温度测量仪100用于测量供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度；控制器101用于根据预设的温差阈值、供水温度以及回水温度，生成阀门控制指令；流量控制阀102用于根据阀门控制指令，控制供暖管道内的介质流量，以调节室内供暖温度。

上述控制器中可以内置单片机或者运算芯片，在接收到温度数据后，可以计算供水温度和回水温度之间的温度差，从而得到供回水温度差，并将供回水温度差与预设的温差阈值进行比较；如果供回水温度差低于温差阈值，则生成控制指令，使流量控制阀按照一定比例降低介质流量；如果供回水温度差高于温差阈值，生成控制指令使流量控制阀按照一定比例提高介质流量。

具体而言，如果供回水温度差低于温差阈值，通常说明单位体积介质中只有很少的一部分热量传递至室内，单位体积热量交换量少，可知室内温度较高或者介质在散热设施内停留时间过短，；此时可以适当降低管道内介质流速来提高介质在散热设施内的停留时间，进而供暖系统的循环泵供水量降低，从而节约了运行费用；同时该系统确定了供暖介质的做功量(介质做功量＝介质体积×温差)，降低了由此引起的能源浪费；而且，同样的循环泵供水能力，通过供回水温度差调节介质流量的方式可以供应更大面积的热力管网。上述预设的温差阈值可以由热力工程师根据先验经验得到，并输入至控制器里。

实际操作中，上述流量控制阀一般通过改变阀体内介质流道的横截面积来改变介质的流量。由于介质的流速基本不变，当增大横截面积时，介质的流量增加；当减小横截面积时，介质的流量减少。供暖系统中的介质一般为水，单位体积的水在流动过程中传递特定的热量，改变水的流量即可改变传递的热量多少，从而控制供回水温度差。

本发明实施例提供了一种供暖温度调节装置，通过温度测量仪测量供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度；控制器根据预设的温差阈值、供水温度以及回水温度，生成阀门控制指令，以使流量控制阀根据该指令，控制供暖管道内的介质流量，从而调节室内供暖温度。该方式通过供水温度和回水温度控制管道内的介质流量，提高了供暖系统中介质做功的效率，减少了能源浪费。

本发明实施例还提供了另一种供暖温度调节装置，该装置在图1所示的装置的基础上实现，该装置包括温度测量仪、控制器及流量控制阀。

其中，控制器用于计算供水温度和回水温度之间的温度差，得到供回水温度差；比较供回水温度差与温差阈值；如果供回水温度差低于温差阈值，生成第一控制指令，以使流量控制阀降低介质流量；如果供回水温度差高于温差阈值，生成第二控制指令，以使流量控制阀提高介质流量；具体地，当实际温差(相当于上述供回水温度差)比设定温差(即上述温差阈值)大时，说明此时室温较低，控制器可以发出指令使流量调节阀打开设定流量空间，例如，流量横截面积增加10％；当实际温差比设定温差小时，说明此时室温较高，控制器可以发出指令使流量调节阀关闭设定流量空间，例如，流量横截面积减少10％。

上述温度测量仪即为用于测量温度的仪器。实际操作中，可以采用内置温度传感器、且具有耐腐蚀、防水性好的外壳的温度测量仪，也可以采用外置温度测量仪；该温度测量仪有多种型号，通常设置有一路测温通道或多路测温通道。通过设置有多路测温通道的温度测量仪，可以实现对供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度的同时测量。该温度测量仪不仅具有测量温度的功能，而且可以进行温度数据的传输，例如，通过相互匹配的通信接口将温度数据传输至控制器中。控制器与温度测量仪经通信接口连接后，即可接收温度测量仪传输的温度数据。

上述流量控制阀包括阀体20和阀芯；阀体内的介质流道和阀芯的横截形状相匹配；上述控制器控制阀芯上下移动，以控制介质流量。进一步地，该流量控制阀还包括阀杆21，阀杆与阀芯以焊接的方式连接。流量控制阀的阀芯可以为球状阀芯22，此时横截形状为圆形，阀杆可以带动阀芯转动，图2所示依次为阀门全部打开、阀门部分打开、阀门全部关闭时流量控制阀的中各部分的相对位置示意图，当阀杆依次带动阀芯转过相同的角度时，流水经过的横截面积变化不同；阀芯可以为圆盘状阀芯32，此时横截形状仍为圆形，阀杆可以带动阀芯垂直移动，如图3所示依次为阀门全部打开、阀门部分打开、阀门全部关闭时流量控制阀的中各部分的相对位置示意图，当阀杆依次带动阀芯垂直移动相同的距离时，流水经过的横截面积变化不同；在上述情况下，通过控制角度或者移动距离来控制流量的精确度较低。

基于此，上述横截形状可以为矩形，也可以为其他直角四边形；参见图4所示的一种长方形阀芯的流量控制阀的横截面结构示意图，该流量阀包括长方形阀芯42；当上述横截形状为矩形时，长方形阀芯依次移动相同的距离时，水流通过的面积变化相同，因此可通过阀芯移动距离精确控制流量变化，参见图5所示的流量随阀芯移动距离变化的趋势图，流量与阀芯移动距离基本呈线性变化关系。

此外，如果在操作中将阀芯完全关闭，而没有完全关闭水流，在阀门的另一侧无法探测到水流，会导致控制装置异常；对于上述阀芯为球形或为圆盘的控制阀，当阀杆转动90度或移动到关闭位置时，阀门完全关闭。为避免上述问题，可以在横截形状为矩形的阀芯上可以设置有缺口，以使阀芯完全关闭介质流道时，设定流量的介质可通过缺口流动，参见图6所示的阀芯完全关闭状态下的流量控制阀门的结构示意图，该缺口设置在阀芯的底部，可以理解，该缺口还可以设置在阀芯的其他位置，例如，侧部、中心位置等，满足阀芯完全关闭介质流道时，设定流量的介质仍然流动即可。

进一步地，为了监测对供回水温度差的控制效果，上述控制器还用于在设定时间段后，再次执行上述比较供回水温度差与温差阈值的步骤，以得到介质流量的控制反馈信息；具体地，该设定时间段，例如10分钟，为进行温度调节后，温度差趋于稳定的等待时间。

本发明实施例可通过精确控制阀芯移动来实现精确控制流体流量，从而改变供回水温度差，提高介质做功效率，降低循环泵供水量及相关费用，现有热力官网可供更大面积；本发明实施例只需要微调流量而不需要完全切断，上述流量控制阀在完全关闭阀门时，不完全切断流体流动，避免了完全切断流体流动而导致的无法测量流量或实际温度变化，进而避免上述情况导致的误操作。

本发明实施例还提供了另一种供暖系统，可以通过该系统进行供回水温度调节。参见图7所示的一种供暖系统的结构示意图，该系统包括上述供暖温度调节装置71和供暖管道70。其中，供暖管道分为供水管道和回水管道，上述装置中的温度测量仪设置在供水管道和回水管道上；流量控制阀设置在供暖管道上。控制器分别与温度测量仪及流量控制阀连接。

本发明实施例还提供了另一种供暖系统，如图8所示，该供暖系统包括供水温度计80(即上述温度测量仪)、回水温度计81(即上述温度测量仪)、流量调节阀82(即上述流量控制阀)，控制器101及供暖管道；其中供暖管道包括供水管道70a及回水管道70b；实际生活中，一段供水管道及相应的回水管道和散热片组合，就是通常所说的一个暖气片，或者是多个散热组合单元；供水温度计设置于供水管道上，回水温度计设置于回水管道上；流量调节阀设置于供水管道上；控制器包括显示屏，可以实时显示当前供回水温度差，如图8所示当前设定的温度阈值为15.5摄氏度；控制器还包括两个温度设定按键，可以调整设定的温度阈值。

该供暖系统可控制同一供热系统中多个并联子系统的供回水温差，确保供热介质充分做功，减少能源浪费，并且在一定程度上能够确保流量均衡。

参见图9所示的一种供暖温度调节方法的流程图，该方法应用于上述装置；该方法包括：

步骤S900，温度测量仪测量供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度；具体地，温度测量仪利用内置温度传感器同时测量供水管道上的供水温度及回水管道上的回水温度，并将温度数据传输至控制器中，以使控制器对该数据进行处理。

步骤S902，控制器根据预设的温差阈值、供水温度以及回水温度，生成阀门控制指令；具体地，预设的温差阈值一般由管理人员根据先验经验得到，并输入至控制器中。

步骤S904，流量控制阀根据阀门控制指令，控制供暖管道内的介质流量，以调节室内供暖温度；具体地，流量控制阀一般通过改变阀体内介质流道的横截面积来改变介质的流量。由于介质的流速基本不变，当当接收到增大流量的指令时，横截面积增大，介质的流量增加；当接收到减少流量的指令时，横截面积减小，介质的流量减少。

具体地，上述步骤S902可通过以下方式实现：

(1)控制器计算供水温度和回水温度之间的温度差，得到供回水温度差；

(2)控制器比较供回水温度差与温差阈值；

(3)如果供回水温度差低于温差阈值，生成第一控制指令，以使流量控制阀降低介质流量；如果供回水温度差高于温差阈值，生成第二控制指令，以使流量控制阀提高介质流量。

进一步地，上述方法还包括：控制器在设定时间段后，再次执行比较供回水温度差与温差阈值的步骤，以得到介质流量的控制反馈信息。该步骤的主要目的为检查供回水温度差的控制效果，如果供回水温度差未达到预设的温差阈值，则继续执行步骤S900至S904，以进一步进行供回水温差的调节。

本发明实施例提供了一种供暖温度调节方法；通过温度测量仪测量供水管道上的供水温度以及回水管道上的回水温度；控制器根据预设的温差阈值、供水温度以及回水温度，生成阀门控制指令，以使流量控制阀根据该指令，控制供暖管道内的介质流量，从而调节室内供暖温度。该方式通过供水温度和回水温度控制管道内的介质流量，提高了供暖系统中介质做功的效率，减少了能源浪费。

本发明实施例所提供的供暖温度调节装置、供暖系统及供暖温度调节方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供暖温度调节装置，其特征在于，所述装置设置于用户的供暖管道上；所述装置包括温度测量仪、控制器及流量控制阀；

所述控制器分别与所述温度测量仪和所述流量控制阀连接；所述温度测量仪设置在供水管道和回水管道上；所述流量控制阀设置在所述供暖管道上；

所述温度测量仪用于测量所述供水管道上的供水温度以及所述回水管道上的回水温度；

所述控制器用于根据预设的温差阈值、所述供水温度以及所述回水温度，生成阀门控制指令；

所述流量控制阀用于根据所述阀门控制指令，控制所述供暖管道内的介质流量，以调节室内供暖温度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于：

计算所述供水温度和所述回水温度之间的温度差，得到供回水温度差；

比较所述供回水温度差与所述温差阈值；

如果所述供回水温度差低于所述温差阈值，生成第一控制指令，以使所述流量控制阀降低所述介质流量；

如果所述供回水温度差高于所述温差阈值，生成第二控制指令，以使所述流量控制阀提高所述介质流量。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于：

在设定时间段后，再次执行比较所述供回水温度差与所述温差阈值的步骤，以得到介质流量的控制反馈信息。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流量控制阀包括阀体和阀芯；

所述阀体内的介质流道和所述阀芯的横截形状相匹配；所述控制器控制所述阀芯上下移动，以控制所述介质流量。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述横截形状为矩形。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述阀芯上设置有缺口，以使所述阀芯完全关闭所述介质流道时，设定流量的介质可通过所述缺口流动。

7.一种供暖系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1-6任一项装置的装置和供暖管道。

8.一种供暖温度调节方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-6任一项装置的装置；所述方法包括：

温度测量仪测量所述供水管道上的供水温度以及所述回水管道上的回水温度；

控制器根据预设的温差阈值、所述供水温度以及所述回水温度，生成阀门控制指令；

流量控制阀根据所述阀门控制指令，控制所述供暖管道内的介质流量，以调节室内供暖温度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述控制器计算所述供水温度和所述回水温度之间的温度差，得到供回水温度差；

所述控制器比较所述供回水温度差与所述温差阈值；

如果所述供回水温度差低于所述温差阈值，生成第一控制指令，以使所述流量控制阀降低所述介质流量；

如果所述供回水温度差高于所述温差阈值，生成第二控制指令，以使所述流量控制阀提高所述介质流量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述控制器在设定时间段后，再次执行比较所述供回水温度差与所述温差阈值的步骤，以得到介质流量的控制反馈信息。